CN208779448U - 一种稳焰型低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种稳焰型低氮燃烧器，包含有燃烧器喉口、燃气喷枪、助燃风通道、及设在喉口轴心上的中心圆筒、设在中心圆筒下端的助混装置、由中心圆筒内腔充任的中心燃气和助燃空气通道、及由上设有支承脚的固定支架和上设有对穿通气孔的外稳焰盘构成的稳焰机构。外稳焰盘通过固定支架固设在助混装置端盖外侧，并由助混装置端盖面与外稳焰盘内侧面间区域构成半预混区，外稳焰盘外侧中心附近区域构成中心稳燃区，中心稳燃区的外围区域构成外部主燃区，采用燃气和助燃空气先预混、再在稳焰机构的干预下参与中心稳燃区和外部主燃区稳定燃烧的工作模式，燃烧时产生的热量释放均匀，能抑制或减少局部高温区的生成，进而显著减少热力型NOx的生成，稳燃性好，能满足各种炉型的低氮燃烧要求。

Description

一种稳焰型低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及锅炉燃烧器件技术领域，特别是一种有助于增强稳燃能力、抑制NOx生成功能、适于各种炉型天燃气锅炉使用的稳焰型低氮燃烧器。

背景技术

随着人们环保意识的增强，锅炉排放烟气对社会环境带来的污染状况日趋重视。我国部分地区的环保部门已提出了新建天然气锅炉NOx排放量必须低于30mg/Nm³环保标准要求，对于已经投入运行的燃气锅炉必须加以改造、使之达标的强制规定，并相应出台了环保补贴政策，鼓励用户对在用锅炉进行30mg/Nm³的低氮改造。目前业界一般采用在天燃气锅炉上设置通用型低氮燃烧器并辅以烟气再循环或燃尽风的综合低氮燃烧类技术方案，以达到燃气锅炉的超低氮排放标准要求。但实践中发现，该类技术方案仅当用于水管和火管类炉膛构式规则、烟气流程简单的常规锅炉上时，其工作性能才较稳定，基本上能满足30mg/Nm³的超低氮排放标准要求，而当用于中心回燃锅炉、铸铁锅炉和直燃机类炉膛构式不规则、烟气流程比较复杂的特殊炉型上时，由于现有通用型低氮燃烧器在起始燃烧阶段执行的是燃气和助燃空气自然相遇后即刻快速燃烧的工作模式，稳燃性能极差，由于燃气和助燃空气在没有得到充分均匀混合的情况下参与燃烧，导致燃烧不均、产生极易大量生成NOx的峰值高温点，致使此时NOx的生成量已经较大，而炉型特殊的天燃气锅炉，由于炉膛构式不规则和烟气流程比较复杂，所以，在后续的扩散燃烧中，不仅燃料不易充分燃烧，而且燃烧也不均，从而不仅会导致锅炉震动大和烟气中CO含量偏高，而且还会因后续燃烧的不均而导致在炉膛内产生容易生成大量额外的热力型NOx的局部高温区，从而使特殊炉型锅炉的NOx排放量总体上居高不下，极难达到30mg/Nm³的环保标准要求。所以，目前结构形式和工作模式的通用型低氮燃烧器总体上存在工作适用性差，不能通用于各种构式的不同炉型上的弊端，从实用性和经济性角度考虑，均欠理想。

如果能从改变现有通用型低氮燃烧器的工作模式、改善燃烧稳定度入手，使低氮燃烧器在起始燃烧阶段和后续燃烧过程中参与燃烧的是已经得到充分均匀混合的燃气和助燃空气的预混气体，则必将极大地提高起始燃烧阶段的燃烧稳定性，显著降低此阶段NOx的生成量，也大大降低后续燃烧过程中NOx的生成量，从而使各种炉型的天燃气锅炉的NOx生成量均处于较低的水平，切实为业界和环保管理部门排忧解难。

发明内容

本实用新型的目的要克服现有通用型低氮燃烧器工作适用性差的不足，提供一种能通用于各种炉型天燃气锅炉上、有助于抑制NOx总体生成量的稳焰型低氮燃烧器。

本实用新型的稳焰型低氮燃烧器，主体包含有主要由喉口前端、腔壁和筒腔构成的圆筒状燃烧器喉口，设置在筒腔内、包含有上带喷头的若干燃气喷枪和由筒腔充任的助燃风通道，其特征在于还包含有上设有内腔的中心圆筒、具有混合气体功能的扁平圆盘状助混装置、由上设有若干支承脚的固定支架和上设有若干对穿通气孔的外稳焰盘构成的稳焰机构，以及中心燃气和助燃空气通道，其中：

所述的筒腔包括有中心筒腔和外围筒腔；

所述的助燃风通道由所述的外围筒腔充任；

所述的中心圆筒固设在所述的中心筒腔位置上，其轴心与燃烧器喉口的轴心相重合；

所述的中心燃气和助燃空气通道由中心圆筒的内腔充任；

所述的助混装置固设在中心圆筒的下端部上；

所述的外稳焰盘通过固定支架上的若干支承脚固设在助混装置端盖外侧的喉口前端腔口中；

所述的燃气喷枪按需等径多层、每层数支地布设在燃烧器喉口的外围筒腔内，其喷头限位于外稳焰盘近边沿内侧的空间位置上；

所述的助混装置端盖面与外稳焰盘内侧面间区域构成燃气与助燃空气的半预混区；

所述的外稳焰盘外侧面中心附近区域构成中心稳燃区；

所述的中心稳燃区的外围炉膛区域构成外部主燃区；

此外，所述的固定支架的结构及其设置位置可以按需设定。

工作时，锅炉燃烧时所需的燃气，大部分由燃气喷枪送入，小部分由中心燃气和助燃空气通道送入；锅炉燃烧所需的助燃空气，大部分由助燃风通道送入，小部分由中心燃气和中心助燃空气通道送入；由中心燃气和助燃空气通道送入的小部分燃气和助燃空气、由燃气喷枪送入的大部分燃料、以及由助燃风通道送入的大部分助燃空气，在助混装置和外稳焰盘的共同作用下先在所述的半预混区内充分混合形成燃气空气预混气体，然后在外稳焰盘的导流下，其中的一部分经所述的对穿通气孔和外稳焰盘边缘源源不断地缓缓流向外稳焰盘外侧的中心稳燃区内，形成相对低速负压区，同时也提供了中心火焰稳燃所需的燃气空气预混气体，其中的另一部分经外稳焰盘的外侧边沿流至外部主燃区，在外部主燃区内燃烧生成气压和温度均相对较高的烟气流，在扩大火焰在炉膛内的充满度、低NOx生成量燃烧的同时，有部分气压和温度均相对较高的烟气流会在中心稳燃区相对低速负压的吸卷作用下以烟气内循环的形式流入中心稳燃区，为源源不断缓慢流入的预混气体提供足够着火热、并形成稳定的中心火焰；所述的外稳焰盘的边沿位于喷头外侧，对喷头附近燃烧产生的烟气流有一定阻挡作用，同时也可减缓上游烟气流对中心火焰的冲击，确保中心火焰维持于稳定状态，进而增强燃烧器的稳燃能力，确保燃烧器的整体燃烧稳定性；同时，充分均匀混合的燃料空气预混气体能确保燃料在中心稳燃区和外部主燃区内燃烧产生的热量均匀释放，降低燃烧峰值温度，有效抑制或减少局部高温区的生成，进而大大减少热力型NOx的生成，满足不同炉型低氮燃烧的排放要求。

基于上述构思的本实用新型稳焰型低氮燃烧器，由于在燃烧器喉口的轴心位置上增加设置了内设有中心燃气和助燃空气通道的中心圆筒、在中心圆筒的下端部设置了具有增强燃气和助燃空气共混功能的助混装置，并在助混装置端盖外侧位于喷头下方的位置上设置了外稳焰盘，便于燃气和空气在半预混区内进行充分混合，形成已混合均匀的燃气空气预混气体后再参与燃烧，有利于降低中心稳燃区和外部主燃区内局部高温的生成机率，从整体上有效抑制NOx的生成量；同时，由于中心火焰是在烟气内循环提供充足着火热和外稳焰盘阻挡上游气流对下游中心火焰冲击的双重作用下形成，故能确保燃烧器中心火焰的稳定性和提高燃烧器的稳燃能力。综上所述，本实用新型由于在现有通用型燃烧器基础上增加设置了燃气空气的半预混区和便于确保稳定燃烧的稳焰机构，使全部的燃气空气先在半预混区内充分均匀混合后再参与边稳定燃烧、边扩散的新颖工作模式，使本实用新型的低氮燃烧器能达到燃烧均匀、火焰稳定、能明显降低NOx生成量和满足各种炉型燃气锅炉低氮排放要求的实质性效果，与现有通用型低氮燃烧器相比，明显具有结构科学且合理、工作稳定可靠且降氮效果好、通用性强和能适于各种炉型的燃气锅炉上使用等诸多优点，是一种理想的低NOx燃烧器创新设计，有很强的实用性和广阔的市场应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基本结构示意图；

图2是图1的A向局剖示意图；

图3是本实用新型实施例中外稳焰盘结构示意图；

图4是本实用新型实施例的工作示意图。

图中：

1.燃烧器喉口 11.喉口前端 12.腔壁 13.筒腔

131.中心筒腔 132.外围筒腔 2.燃气喷枪 21.喷头

3.助燃风通道 4.中心圆筒 41.内腔 5.助混装置

6.稳陷装置 61.固定支架 611.支承脚 62.外稳焰盘

621.对穿通气孔 7.中心燃气和助燃空气通道 8.半预混区

9.中心稳燃区 10.外部主燃区。

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步说明。

在图1、图2、图3和图4中，本实用新型的稳焰型低氮燃烧器，主体包含有主要由喉口前端11、腔壁12和筒腔13构成的圆筒状燃烧器喉口1，设置在筒腔13内、包含有上带喷头21的若干燃气喷枪2和由筒腔13充任的助燃风通道3，其特征在于还包含有上设有内腔41的中心圆筒4、具有混合气体功能的扁平圆盘状助混装置5、由上设有若干支承脚611的固定支架61和上设有若干对穿通气孔621的外稳焰盘62构成的稳焰机构6，以及中心燃气和助燃空气通道7，其中：

所述的筒腔13包括有中心筒腔131和外围筒腔132；

所述的助燃风通道3由所述的外围筒腔132充任；

所述的中心圆筒4固设在所述的中心筒腔131位置上，其轴心与燃烧器喉口1的轴心相重合；

所述的中心燃气和助燃空气通道7由中心圆筒4的内腔41充任；

所述的助混装置5固设在中心圆筒4的下端部上；

所述的外稳焰盘62通过固定支架61上的若干支承脚611固设在助混装置5端盖外侧的喉口前端11腔口中，固定支架61的结构及设置位置可按需设定，在图1所示的本实施例中系固设在助混装置5的端盖面上；

所述的燃气喷枪2按需等径多层、每层数支地布设在燃烧器喉口1的外围筒腔132内，其喷头21限位于外稳焰盘62近边沿内侧的空间位置上；

所述的助混装置5端盖面与外稳焰盘62的内侧面之间区域构成燃气与助燃空气的半预混区8；

所述的外稳焰盘62外侧面中心附近区域构成中心稳燃区9；

所述的中心稳燃区9的外围炉膛区域构成外部主燃区10；

工作时，锅炉燃烧时所需的燃气，大部分由燃气喷枪2送入，小部分由中心燃气和助燃空气通道7送入；锅炉燃烧所需的助燃空气，大部分由助燃风通道3送入，小部分由中心燃气和中心助燃空气通道7送入；由中心燃气和助燃空气通道7送入的小部分燃气和助燃空气、由燃气喷枪2送入的大部分燃料、以及由助燃风通道3送入的大部分助燃空气，在助混装置5和外稳焰盘62的共同作用下先在所述的半预混区8内充分混合形成燃气空气预混气体，然后在外稳焰盘62的导流下，其中的一部分经所述的对穿通气孔621和外稳焰盘62边缘源源不断地缓缓流向外稳焰盘62外侧的中心稳燃区9内，形成相对低速负压区，同时也提供了中心火焰稳燃所需的燃气空气预混气体，其中的另一部分经外稳焰盘62的外侧边沿流至外部主燃区10，在外部主燃区10内燃烧生成气压和温度均相对较高的烟气流，在扩大火焰在炉膛内的充满度、低NOx生成量燃烧的同时，有部分气压和温度均相对较高的烟气流会在中心稳燃区9相对低速负压的吸卷作用下以烟气内循环的形式流入中心稳燃区9，为源源不断缓慢流入的预混气体提供足够着火热、并形成稳定的中心火焰；所述的外稳焰盘62的边沿位于喷头21外侧，对喷头21附近燃烧产生的烟气流有一定阻挡作用，同时也可减缓上游烟气流对中心火焰的冲击，确保中心火焰维持于稳定状态，进而增强燃烧器的稳燃能力，确保燃烧器的整体燃烧稳定性；同时，充分均匀混合的燃料空气预混气体能确保燃料在中心稳燃区9和外部主燃区10内燃烧产生的热量均匀释放，降低燃烧峰值温度，有效抑制或减少局部高温区的生成，进而大大减少热力型NOx的生成，满足不同炉型低氮燃烧的排放要求。

Claims (1)

1.一种稳焰型低氮燃烧器，主体包含有主要由喉口前端（11）、腔壁（12）和筒腔（13）构成的圆筒状燃烧器喉口（1），设置在筒腔（13）内、包含有上带喷头（21）的若干燃气喷枪（2）和由筒腔（13）充任的助燃风通道（3），其特征在于还包含有上设有内腔（41）的中心圆筒（4）、具有混合气体功能的扁平圆盘状助混装置（5）、由上设有若干支承脚（611）的固定支架（61）和上设有若干对穿通气孔（621）的外稳焰盘（62）构成的稳焰机构（6），以及中心燃气和助燃空气通道（7），其中：

所述的筒腔（13）包括有中心筒腔（131）和外围筒腔（132）；

所述的助燃风通道（3）由所述的外围筒腔（132）充任；

所述的中心圆筒（4）固设在所述的中心筒腔（131）位置上，其轴心与燃烧器喉口（1）的轴心相重合；

所述的中心燃气和助燃空气通道（7）由中心圆筒（4）的内腔（41）充任；

所述的助混装置（5）固设在中心圆筒（4）的下端部上；

所述的外稳焰盘（62）通过固定支架（61）固设在助混装置（5）端盖外侧的喉口前端（11）腔口中；

所述的燃气喷枪（2）按需等径多层、每层数支地布设在燃烧器喉口（1）的外围筒腔（132）内，其喷头（21）限位于外稳焰盘（62）近边沿内侧的空间位置上；

所述的助混装置（5）端盖面与外稳焰盘（62）的内侧面之间区域构成燃气与助燃空气的半预混区（8）；

所述的外稳焰盘（62）外侧面中心附近区域构成中心稳燃区（9）；

所述的中心稳燃区（9）的外围炉膛区域构成外部主燃区（10）。